不管刀具設計得如何,或用什么材料制成,刀具的生產廠家都應該提供切削速度和每齒進給量的初始值。如果沒有這些數據,就應該向制造廠家的技術部門咨詢。廠商應該熟知他們的產品在進行全寬度開槽銑削、外廓銑削、插銑或斜坡銑削時的能力如何,因為許多標準銑刀大多數不能完成這樣多的加工工序。比如,銑刀沒有足夠大的第二后角,則斜坡銑削的斜角就要減小。
很明顯,如果超出刀具的加工能力,將導致刀具的損壞。插銑也是一樣,如果不能將切屑及時地從槽底排出,切屑將會受到擠壓,之后刀具也將損壞。總之,銑削加工高溫合金時,這些情況對刀具壽命都是不利的。
如果認為減慢進給速度可延長刀具壽命,這種觀念并不完全正確。比如在切第一刀時,會發現材料相當硬。如果把進給量減小(如可轉位銑刀的每齒進給量減至0.025~0.5mm),刀具切削刃將強烈地摩擦工件,結果是刀具很快或是立即損壞。摩擦能引起工件表面的加工硬化,為避免加工硬化,切第一刀時應保持一定的切削負荷(0.15~0.2mm/每齒進給量)。
切削深度取決于多種因素,如刀具設計,刀片高度、卡具剛性、刀具總長、機床馬力等。但當刀具的后角和前角為5°~11°正值時,最適于加工粘度大的材料。立銑刀的螺旋角應該在35°~50°之間。這些銑刀的傾斜刀刃有鋸削作用,能形成理想的切屑并帶走切削熱。
當然,銑削鎳基合金時,選擇適當的切削速度也非常重要。它決定了在切削區產生熱量的多少。推薦的速度范圍從較低的12~15m/min(高速鋼銑刀)到23~37m/min(硬質合金銑刀),再到180~245m/min或更高(對陶瓷銑刀)。增加進給量和切削深度也會增加切削熱,因相應地增加了切削力和刀具與工件的接觸面積。
根據銑削鎳基合金時的應力和切削力,應選擇由亞細顆粒硬質合金作為銑刀刀片的基體,并采用帶有耐熱性能的氮鋁鈦涂層。使用這類硬質合金牌號的刀片進行銑削加工,可取得很好的加工效果。在較低的切削速度下,采用碳氮化鈦涂層進行加工,其效果也不錯。
如果在加工中,刀具使用不當,即使用最好的基體和涂層,也不會取得好的加工效果。比如,在零件上要銑出一個深度為3.8mm的槽,想分三次走刀加工出來。一般在這個加工過程中CAM系統將顯示為三次切深都一樣。由于工件重復地接觸刀具上同一部位,最終相同的切深將使涂層上產生一個缺口,一旦這個缺口劃穿了涂層,就會損傷基體,致使刀具損壞。因此在銑削加工中,選取適當的切削深度(一般在0.5~0.75mm),在銑削時,防止工件重復接觸刀片同一部位,這樣才能延長刀具的壽命。
切削熱的影響
在銑削鎳基合金時,會產生大量的切削熱。所以在加工時,應用充分的冷卻液將切削區淹沒,這對小直徑銑刀容易實現,但對大直徑刀具(面銑刀),切削時就不可能全部淹沒,只能關掉冷卻液,采用干銑方式。
當銑刀不能被冷卻液覆蓋時,熱量在刀片上快速傳入、傳出,導致產生許多垂直于切削刃的很小裂紋,裂紋逐漸擴展,最終就會引起硬質合金碎裂。
有些場合可使用比較小的銑刀,加工時不用冷卻液,如果刀具切削正常且刀具壽命有所改善的話,說明也能進行有效的干銑。
因為醫療和航天工業中的零件常用鎳基合金制造,使這種材料通常都附有認證文件,在這些文件中給出了這種特殊材料的化學結構,使我們在加工時可以知道銑的是什么材料。而應注意的是如何根據這類材料的成分選用適當的切削參數和切削方法。
金屬的兩個主要元素是鎳和鉻。當金屬冶煉廠調整每種金屬的百分比含量時,其耐蝕性、強度、硬度等特性都會改變,同樣它的可加工性也會隨之變化。
設計切削堅韌或硬質工件的刀具并不難,但要設計出二者兼備的鎳基合金刀具卻是不容易。對于這些合金你可能有自己的叫法,但只要你了解它的成分并使用適當的刀具,你就可順利地銑削像Corp20、Rene41和Haynes242這樣的材料。
以上資料由蘇州碩朔五金工具有限公司(www.sevenspahill.com)整理發布,轉載請注明出處!